Indirekte elektrische Steuerungen
Elektrische und elektronische Steuerungen nutzen elektrische Energie zur Steuerung des Antriebs.
Zur Erstellung automatischer Positionskontrollsysteme in Gießereien und Wärmewerkstätten werden Seriengeräte verschiedener Modifikationen verwendet, die mit elektrischen Kontaktgeräten ausgestattet sind. Zur Positionskontrolle können Relaisaufnehmer (bimetallisch, dilatometrisch usw.) eingesetzt werden.
Temperaturregelkreis ein-aus
Bei dem Schema zur zweistufigen Temperaturregelung im Trockenofen (Abb. 1) ist das Heizsystem des Trockenofens so angeordnet, dass die Heizung eingeschaltet wird, wenn die Temperatur im Arbeitsraum unter den zulässigen Wert sinkt Die Elemente EK1 müssen mit hoher Leistung eingeschaltet werden, und wenn die Temperatur den zulässigen Wert überschreitet, müssen die Elemente EK2 mit niedriger Leistung eingeschaltet werden.
Als empfindliches Element dient ein Widerstandsthermometer 1, das mit einer elektronischen Brücke 2 in Dreileiterschaltung verbunden ist.Weicht die Temperatur im Ofen vom eingestellten Wert ab, ändert sich der elektrische Widerstand des Thermometers und in der Diagonale der Brücke erscheint ein Ungleichgewichtssignal.
Reis. 1. Diagramm eines elektrischen Temperaturreglers mit zwei Positionen
Das vom elektronischen Verstärker 3 verstärkte Signal treibt die Drehung des Umkehrmotors 4 an. Die Drehrichtung hängt vom Vorzeichen der Unwucht, also vom Vorzeichen der Temperaturabweichung vom eingestellten Wert, ab. Mit dem Rotor des Elektromotors sind zwei Scheiben kinematisch verbunden: 5 und b, deren Position vom Drehwinkel des Rotors, also von der Position des Gleitdrahtes und dem Pfeil 9 der Brücke abhängt.
Die Führungen der Kontakte SQ1 und SQ2 werden mittels Federn 7 und 8 gegen die Scheiben gedrückt. Bei Drehung der Scheiben wird der Kontakt SQ2 im Intervall der Instrumentenanzeigen vom Skalenanfang bis zum Scheibental geschlossen 5 und ist im Intervall vom Tal bis zum Felsmaximum offen. Der Kontakt SQ1 hingegen ist vom Beginn der Skala bis zum Tal der Scheibe 6 geöffnet und im Intervall vom Tal bis zum Maximum der Skala geschlossen.
Bei Erreichen der unteren Temperaturgrenze schließt der Kontakt SQ1 und die Hochleistungsheizelemente EK1 werden eingeschaltet. Bei Erreichen der oberen Temperaturgrenze schließt der Kontakt SQ2 und der Kontakt SQ1 öffnet, wodurch die Temperatur langsam absinkt. Sobald die untere Temperaturgrenze erreicht ist, wiederholt sich die Situation und so weiter.
In Abb. In Abb. 2 zeigt ein Schaltbild einer Zweipunkt-Temperaturregelung im Arbeitsraum eines Kammerofens Typ SNZ-4,0,8,0,2,6/10 mit Schutzatmosphäre. Der Ofen ist dreiphasig und über FU-Sicherungen mit dem Ofen verbunden.Das Ein- und Ausschalten der Heizelemente erfolgt über ein Schütz. Die Temperaturstabilisierung erfolgt durch ein automatisches Kontrollsystem (ACS).
Reis. 2. Stromkreis zur Regelung der Temperatur des Arbeitsraumes eines Kammer-Elektroofens mit Schutzatmosphäre
Der Steuerkreis besteht aus 13 Kreisen. Aufgrund ihrer funktionalen Eigenschaften können sie in Steuerstromkreise, Schutzstromkreise und Informationsstromkreise unterteilt werden. Die Steuerung erfolgt durch: Temperatur im Arbeitsraum des Ofens (automatisch und manuell bei Ausfall des automatischen Steuersystems), Zufuhr einer Schutzatmosphäre zum Ofen, Zufuhr eines Gasvorhangs. Informationssysteme dienen dazu, das Bedienpersonal durch Licht- und Tonsignale auf die verschiedenen Betriebsarten des Ofens aufmerksam zu machen.
Der Ofen hat eine Zone. Die Temperaturregelung erfolgt über ein automatisches Steuersystem bestehend aus Thermoelement, Kompensationsdrähten, Potentiometer PSR, Zwischenrelais KA1 und KA2, Schütz KM und schließlich dem Ofen selbst SNZ-4,0,8,2,6 / 10 . Das PSR-Potentiometer ist über die Stromkreise 1, 2 und 3 mit dem Steuerkreis verbunden. Stromkreis 1 dient der Stromversorgung des PSR-Geräts selbst.
Die Kreise 2 und 3 enthalten die minimalen (min.) und normalen (normalen) Kontakte des PSR-Thermostats. Der maximale Kontakt (max) des PSR wird im Stromkreis nicht genutzt. In den Kreisen 2 und 3 wird ein Steuersignal erzeugt, das mit Hilfe der Zwischenrelais KA1 und KA2 auf den zur Ansteuerung der Antriebsspule (KM-Schütz) erforderlichen Wert verstärkt wird. Somit fungieren KA1 und KA2 als Leistungssignalverstärker.
Die Schaltkreise 3 und 4 verfügen über universelle Kippkontakte mit drei Positionen: Auto (A), Aus (O) und Manuell (P). Jede dieser Positionen entspricht einem bestimmten Betriebsmodus des Ofens: automatische Steuerung der Temperatur im Ofen, Ausschalten des Ofens, manuelle Temperatursteuerung (nur beim Anpassen der Modi oder bei Ausfall des automatischen Steuerungssystems) .
Stromkreis 4 umfasst den Schütz und damit die Heizungen selbst. Das Einschalten des Schützes ist nur bei geschlossener Backofentür möglich. Letzteres wird durch die Einführung des Endschalters SQ1 im Stromkreis 4 erreicht, der beim Öffnen der Ofentür ausgeschaltet wird. Das direkte Einschalten der Schützspule und damit ihrer Kontakte erfolgt wie folgt: bei automatischer Steuerung – über die Kontakte der Zwischenrelais KA1 und KA2, bei manueller Steuerung – nur über die Kontakte KA2.1.
Die Spule KA1 wird erst eingeschaltet, wenn die Temperatur im Ofen einen Mindestwert erreicht. Die Spule KA2 wird an den Kontakt angeschlossen, der der normalen Temperatur im Ofen entspricht. Daher bleiben die Heizelemente des Ofens auch dann eingeschaltet, wenn die Ofentemperatur den eingestellten Wert erreicht. Die Heizungen werden erst dann vom Stromnetz getrennt, wenn die Temperatur im Ofen über den Normalwert steigt. So sind die Schaltkreise aufgebaut, die die Temperaturstabilisierung im Ofen steuern.
Ob der Ofen gerade ein- oder ausgeschaltet ist, informieren uns zwei Signallampen: L1 und L2. Wenn die Heizelemente eingeschaltet sind, leuchtet die Signallampe L1, und wenn die Heizungen ausgeschaltet sind, leuchtet die Signallampe L2. Dies wird durch die Verbindung der Kontakte des Schützes KM in den Stromkreisen 5 und b erreicht.Widerstände R in den Stromkreisen 5 und 5 werden benötigt, um die Spannung in den Signallampen von 220 V auf die Betriebsspannung abzusenken (die Widerstände in den Lampenstromkreisen spielen die Rolle von Lastwiderständen). Die Kreise 7, 8 und 11 dienen der Steuerung der Zufuhr von Schutzatmosphäre und Gasvorhang.
Der Kreislauf enthält Magnetventile M1 bzw. M2 für die Zufuhr von Schutzatmosphäre und die Zufuhr von Gas, um einen Gasvorhang im Ofen zu erzeugen.
Wie aus dem Aufbau des Stromkreises 7 ersichtlich ist, ist die Versorgung des Ofens mit einer Schutzatmosphäre nur dann möglich, wenn die Temperatur im Ofen nicht auf ein Minimum gesunken ist (beim Einschalten von KA1 öffnet sich Stromkreis 7 über den Kontakt KA1. 2 ). Bei diesem System handelt es sich um ein Explosionsschutzsystem. Die Gaszufuhr zum Ofen wird manuell über die Tasten SB1 und SB2 gesteuert. Das KAZ-Relais wird für Mehrfachkontakte eingeführt, da M1 keine Sperrkontakte hat.
Beim Einschalten von M1 (sowie KAZ) leuchtet gleichzeitig die Signallampe L3 auf und zeigt dem Servicepersonal an, dass das Gasventil geöffnet ist. Das Ausschalten des Gases (mit der Taste SB1) geht mit dem Ausschalten von L3 einher, während eine weitere Signallampe aufleuchtet – L4, die darüber informiert, dass das Ventil geschlossen ist.
Die Schaltkreise 12 und 13 dienen der Information. Mit dem Paketschalter SA2 können Sie die Sirene einschalten und dem Servicepersonal mitteilen, dass die Temperatur im Ofen auf den Mindestwert gesunken ist, was ein Zeichen für eine Fehlfunktion ist (die Heizungen hätten sich auch bei normaler Temperatur einschalten müssen). ).
Somit wird der Mindestkontakt min PSR in einem bösen Schema nicht nur als Temperaturstabilisierungssensor im Arbeitsraum des Ofens, sondern auch als Sensor im automatischen Warn- und Schutzsystem verwendet.Das automatische Warnsystem kann ausgeschaltet werden, indem der Schalter in die zweite Position gebracht wird (Kreis 13). Die L5-Leuchte signalisiert, dass das automatische Warnsystem deaktiviert ist.
Temperaturregelkreis mit drei Positionen
Bei einem Dreistellungsregler verfügt der Regler über eine dritte Stellung, in der, wenn der Wert der Regelgröße gleich dem gegebenen ist, dem Objekt die für seinen normalen Betrieb erforderliche Menge an Energie und Materie zugeführt wird .
Der Dreipunkt-Steuerkreis kann durch eine Umwandlung des betrachteten Zweipunkt-Steuerkreises (siehe Abb. 1) erhalten werden, wenn drei Zwischenrelais über die Kontakte SQ1 und SQ2 gesteuert werden. Wenn der Kontakt SQ1 geschlossen ist, schaltet das Relais K1 ein; Wenn SQ2 geschlossen ist, wird das Relais K2 aktiviert. Sind beide Kontakte SQ1 und SQ2 geöffnet, dann wird das Kurzschlussrelais aktiviert. Mit Hilfe dieser drei Relais können die Heizelemente mit Dreieck, Stern ein- oder ausgeschaltet werden, also eine dreistufige Temperaturregelung durchführen.
Um automatische Steuersysteme zu erstellen, die ein proportionales Steuergesetz anwenden, wird häufig ein symmetrisches Relais vom Typ BR-3 verwendet. Dieses Relais verwendet zwei Gleitdrähte. Der Wert der Regelgröße bestimmt die Position des Schiebers eines Schiebers (Sensor) und der Öffnungsgrad des Regelorgans – die Position des Schiebers des Betätigungsschiebers (Rückmeldung).
Die Aufgabe des symmetrischen Relais besteht darin, den Antrieb so zu beeinflussen, dass die Schieberpositionen der beiden Schieber symmetrisch sind.
Im Schema des symmetrischen Relais BR-3 (Abb.3) Die Hauptelemente sind das polarisierte Relais RP-5 und die Ausgangsrelais BP1 und BP2. Während die Positionen der Schieber symmetrisch sind, sind die Stärken des in den beiden Spulen des polarisierten Relais fließenden Stroms gleich und daher sind seine Kontakte geöffnet. Die Ausgangsrelais BP1 und BP2 sind stromlos und ihre Führungskontakte sind geöffnet.
Reis. 3. Vereinfachtes Blockschaltbild eines symmetrischen Relais Typ BR-3
Bei einer Abweichung des Regelwertes (z. B. bei Erhöhung) wird die Position des Schiebers des Sensorschiebers verändert. Dadurch werden die Symmetrie der Brücke und das Gleichgewicht des durch die Wicklungen des polarisierten Relais fließenden Stroms gestört und der entsprechende Kontakt geschlossen. In diesem Fall wird das Ausgangsrelais aktiviert, dessen Kontakte den Antrieb einschalten, der den Regelkörper in Richtung einer Verringerung des Regelwertes bewegt. Gleichzeitig bewegt sich der Feedback-Schieberegler.
Der Antrieb arbeitet, bis der Läufer des Feedback-Gleitdrahts die Position des Sensor-Gleitrads einnimmt, danach stellt sich wieder ein Gleichgewicht ein. Die Relaiskontakte öffnen und der Antrieb stoppt. Dadurch entsteht ein konstanter Zusammenhang zwischen dem Wert der Regelgröße und der Stellung des Reglers.
Um automatische Steuerungssysteme zu erstellen, die I-, PI- und andere Gesetze anwenden, werden verschiedene elektronische Steuerungen verwendet, darunter Regler vom Typ IRM-240, VRT-2, EPP-17 usw.